- Rapporto di peso:
• Densità: composto di fibra di vetro (1,5-2,0 g/cm3) contro acciaio (7,8 g/cm3) contro alluminio (2,7 g/cm3).
• Per la stessa resistenza, la fibra di vetro è del 70% più leggera dell'acciaio e del 30% più leggera dell'alluminio.
- Forza specifica:
• Fibra di vetro: 1,36 GPa-cm3/g contro acciaio (0,27 GPa-cm3/g) contro lega di alluminio (0,45 GPa-cm3/g).
- Resistenza alla corrosione:
• Ambiente dell'acqua di mare: 50 anni per il composito in fibra di vetro, l'acciaio deve essere galvanizzato e dura solo 15-20 anni.
- settore automobilistico:
• Conchiglie di batterie in fibra di vetro (ad esempio BYD) riduzione del peso del 30% → aumento dell'autonomia del 5%, costo di vita inferiore del 18% rispetto all'alluminio.
- Aerospaziale:
• La fusoliera dell'Airbus A350 utilizza materiali compositi in fibra di vetro per ridurre il peso del 20% → risparmio di carburante annuo di 1.200 tonnellate per un singolo aeromobile.
- Conduttività elettrica/termica:
• schermatura elettromagnetica e conduttività termica dei metalli (ad esempio, le leghe di alluminio sono ancora necessarie per i dissipatori di calore delle stazioni base 5G).
- Tolleranza ambientale estrema:
• Temperature ultra elevate: pale delle turbine dei motori a reazione (le leghe a base di nichel resistono a 1000°C, il limite di fibra di vetro è di 500°C).
• Resistenza agli urti: per le zone di collisione delle navi sono ancora necessarie lamiere di acciaio di alta resistenza (difetti di fragilità delle fibre di vetro).
- Maturità:
• La produzione mondiale di acciaio è di 1,8 miliardi di tonnellate all'anno e solo 10 milioni di tonnellate di fibra di vetro (enorme differenza di dimensioni).
- Sistema di riciclaggio:
• Il tasso di riciclo del metallo è superiore al 90%, mentre il tasso di riciclo dei compositi in fibra di vetro è inferiore al 30% (il collo di bottiglia tecnico non è ancora stato superato).
- Veicoli a nuova energia: batterie, scheletro della porta (l'utilizzo di fibra di vetro della Tesla Model Y rappresentava il 15%).
- pale di turbine eoliche: nelle parti metalliche delle pale di 100 metri rimangono solo i bulloni (più del 70% in fibra di vetro).
- elettronica di consumo: supporto per computer portatili, fusoliera del drone (il nylon rinforzato con fibre di vetro sostituisce la lega di magnesio).
- macchine pesanti: braccio portante dell'escavatore (la resistenza agli urti è indispensabile per l'acciaio).
- Trasmissione di potenza: nuclei di cavi ad alta tensione (l'efficienza conduttiva del rame/alluminio supera di gran lunga quella dei materiali compositi).
- industria ad alta temperatura: forni di acciaio, motori per veicoli spaziali (il metallo è ancora l'unica scelta).
- Svantaggi di performance:
• La resistenza alla trazione della fibra di vetro S è aumentata a 4,5 GPa (vicina a quella di alcune leghe di titanio).
• Limite di temperatura: fibra di vetro rivestita di ceramica resistente a 800°C (fase di prova della NASA).
- Leghe leggere:
• alluminio nanostrutturato (aumento della resistenza del 50%, non variazione della densità).
• Metallo di schiuma: riduzione del peso del 30% e mantenimento delle proprietà di assorbimento dell'energia (applicazione del telaio delle porte BMW i8).
- Modifiche composite:
• Laminati ibridi di alluminio e fibra di vetro (ala Boeing 777X, che combina leggerezza e resistenza alla stanchezza).
- Porta di fibra di vetro all'esterno, porta di metallo all'interno:
• Auto elettrica: guscio in fibra di vetro + modulo della batteria metallica (logic di progettazione Porsche Taycan).
• Campo architettonico: muro esterno in cemento rinforzato in GFRP + colonne portanti in acciaio (caso Dubai Future Museum).
- Innovazione progettuale:Tecniche di ottimizzazione della topologia per distribuire materiali su richiesta (ad esempio stampa 3D di strutture ibride).
- Economia circolare:Sistema comune di riciclaggio delle fibre metallo-vetro (progetto finanziato dal programma Orizzonte dell'Unione europea).
¢Sostituire o non sostituire non è più fondamentale, chiunque possa servire l'eterna ricerca dell'umanità di velocità, protezione ambientale e costi più efficienti è la risposta ai tempi.
Persona di contatto: Mr. PU
Telefono: +86 13915610627
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